package com.zhongge.binarytree;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

/**
 * @ClassName MyBinaryTree
 * @Description TODO 自定义二叉树
 * @Author 笨忠
 * @Date 2025/8/30 17:08
 * @Version 1.0
 */
@SuppressWarnings(value = "all")
public class MyBinaryTree {

    /**
     * 实现静态内部类定义每一个节点
     */
    static class TreeNode {
        public char val;//数值域
        public TreeNode left;//左孩子
        public TreeNode right;//右孩子

        public TreeNode(char val) {
            this.val = val;
        }
    }

    //节点的根节点

    /**
     * 创建一棵二叉树 返回这棵树的根节点
     *
     * @return 二叉树的根节点
     */
    public TreeNode createTree() {
        TreeNode A = new TreeNode('A');
        TreeNode B = new TreeNode('B');
        TreeNode C = new TreeNode('C');
        TreeNode D = new TreeNode('D');
        TreeNode E = new TreeNode('E');
        TreeNode F = new TreeNode('F');
        TreeNode G = new TreeNode('G');
        TreeNode H = new TreeNode('H');

        A.left = B;
        A.right = C;
        B.left = D;
        B.right = E;
        E.right = H;
        C.left = F;
        C.right = G;

        return A;
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder(TreeNode root) {
        //递归出口
        if (root == null) {
            return;
        }
        //递归代码（包括递归入口）
        System.out.print(root.val + " ");
        preOrder(root.left);
        preOrder(root.right);
    }

    // 中序遍历
    void inOrder(TreeNode root) {
        //递归出口
        if (root == null) {
            return;
        }
        //递归代码（包括递归入口）
        preOrder(root.left);
        System.out.print(root.val + " ");
        preOrder(root.right);
    }

    // 后序遍历
    void postOrder(TreeNode root) {
        //递归出口
        if (root == null) {
            return;
        }
        //递归代码（包括递归入口）
        preOrder(root.left);
        preOrder(root.right);
        System.out.print(root.val + " ");
    }

    public static int nodeSize;

    /**
     * 获取树中节点的个数：遍历思路(前序遍历)
     */
    void size(TreeNode root) {
        //出口
        if (root == null) {
            return;
        }
        //根处理
        nodeSize++;
        //左右入口
        size(root.left);
        size(root.right);
    }

    /**
     * 获取节点的个数：子问题的思路
     *
     * @param root
     * @return
     */
    int size2(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        return size2(root.left) + size2(root.right) + 1;
    }


    /*
     获取叶子节点的个数：遍历思路
     */
    public static int leafSize = 0;

    void getLeafNodeCount1(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        if (root.left == null & root.right == null) {
            leafSize++;
        }
        //左右入口
        getLeafNodeCount1(root.left);
        getLeafNodeCount1(root.right);
    }

    /*
     获取叶子节点的个数：子问题
     */
    int getLeafNodeCount2(TreeNode root) {
        if (root == null){
            return 0;
        }
        if (root.left == null && root.right == null) {
            return 1;
        }

        return getLeafNodeCount2(root.left) + getLeafNodeCount2(root.right);
    }

    /*
    获取第K层节点的个数
     */
    int getKLevelNodeCount(TreeNode root, int k) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        if (k == 1) {
            return 1;
        }
        return getKLevelNodeCount(root.left, k - 1) +
                getKLevelNodeCount(root.right, k - 1);
    }

    /*
     获取二叉树的高度
     时间复杂度：O(N)
     */
    int getHeight(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return  0;
        }
        return Integer.max(getHeight(root.left), getHeight(root.right)) + 1;
    }


    // 检测值为value的元素是否存在
    public TreeNode find(TreeNode root, char val) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        //前序先处理根
        if (root.val == val) {
            return root;
        }
        //左右入口
        TreeNode node = find(root.left, val);
        if (node != null) {
            return node;
        }

        node = find(root.right, val);
        if (node != null) {
            return node;
        }

        return null;
    }

    //层序遍历

    /**
     * 层序遍历需要借助队列，反正很简单
     * @param root
     */
    void levelOrder(TreeNode root) {
        //记住口诀：出父如儿子
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        //初步的时候根节点入队
        queue.offer(root);
        //开始出队入儿子 (层序以队列为辅助，那么我们的队列不为空的时候就是操作的时候)
        while (!queue.isEmpty()) {
            //出队
            TreeNode tmp = queue.poll();
            System.out.print(tmp.val + " ");
            if (tmp.left != null) {
                queue.offer(tmp.left);
            }
            if (tmp.right != null) {
                queue.offer(tmp.right);
            }
        }
        System.out.println();
    }


    // 判断一棵树是不是完全二叉树
    boolean isCompleteTree(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return false;
        }
        //借助队列
        //记住口诀：出父如儿子
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        //初步的时候根节点入队
        queue.offer(root);
        //开始出队入儿子 (层序以队列为辅助，那么我们的队列不为空的时候就是操作的时候)
        while (!queue.isEmpty()) {
            //出队
            TreeNode tmp = queue.poll();
            //此处判断的是如果存在叶子的孩子已经进去了就结束了
            //如果是完全二叉树那么这步后里面全是叶子的孩子（null）
            //如果不是完全二叉树，那么里面会有一些叶子结点
            if (tmp == null) {
                break;
            }

            //无论是叶子还是叶子的孩子都要入队
            queue.offer(tmp.left);
            queue.offer(tmp.right);
        }

        //此时判断队列中是否都是叶子的孩子，还是说存在叶子节点
        //如果否是叶子的孩子(null) 那么就是完全二叉树
        //如果里面存在叶子(不为空的节点) 那么就不是完全二叉树
        while (!queue.isEmpty()) {
            //先瞄一眼
            TreeNode peek = queue.peek();
            if (peek != null) {//如果存在叶子节点，那么就不是完全二叉树
                return false;
            }
            //如果是叶子的孩子，那么就出队
            queue.poll();
        }
        //程序走到这是因为 队列空了，正是因为全是叶子的孩子所以都出队列了，所以队列才会空
        return true;
    }
}
